Dispositivos de almacenamiento desmontables

Dispositivos de
almacenamiento
desmontables
Aday López Ramírez.
Periféricos e Interfaces.
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.
3º de Ingenieria en Informática
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Resumen:
En este trabajo se hablará de los distintos dispositivos de almacenamiento desmontables.
Trataremos los primeros disquetes, así como los dispositivos de almacenamiento masivo, los
dispositivos magnéto-ópticos, los dispositivos basados en las memorias Flash y las cintas
magnéticas, haciendo real hincapie en éstos dos últimos ya que son a los que más uso se les
da hoy en día. También compararemos los distintos dispositivos a través de sus
características y posibles usos.
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Índice
1. Introducción...........................................................................................Pag. 4
2. El papel de los dispositivos de almacenamiento desmontables.............Pag. 5
3. Comparación de la tecnología de discos, cintas y memorias flash........Pag. 6
4. Interfaces para dispositivos de almacenamiento desmotables...............Pag. 7
5. Disquetes: pasado y presente.................................................................Pag. 9
6. Dispositivos de almacenamiento magnético de alta capacidad............Pag.16
7. Unidades Magneto-Ópticas...................................................................Pag. 18
8. Dispositivos de memoria Flash.............................................................Pag. 19
9. Disco microdrive...................................................................................Pag. 27
10. Cintas Magnéticas................................................................................Pag. 28
11. Conclusiones........................................................................................Pag. 31
-- ANEXO -- Preguntas TEST
Pag. 33
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1. Introducción
El objetivo de este trabajo es dar a conocer el funcionamiento y las características de todos
los dipositivos de almacenamiento desmontables que han surgido a lo largo de la historia.
Nos centraremos tanto en su capacidad, en el uso para el que fue desarrollado así como la
competencia habida en ese momento en el mercado, para saber así la causa de que cada
dispositivo triunfará en el mercado o cayera en el olvido. También hablaremos de las
distintas tecnologías usadas en cada dispositivo, desde los dispositivos magnéticos, pasando
por los dispositivos magneto-opticos y acabando con la más moderna tecnología Flash.
Hablaremos de los disquetes, las unidades ZIP y REV, los dispositivos magneto-ópticos,
discos microdrive, cintas magnéticas y memorias Flash. Veremos como el uso de las
memorias flash ha desbancado a casi todos los demás dispositivos de almacenamiento
desmontables en muchos áspectos, excepto en el aspecto de las copias de seguridad, en
donde el dispositivo más usado son las cintas magnéticas.
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2. El papel de los dispositivos de almacenamiento desmontables:
El dispositivo de almacenamiento principal en los ordenadores ha sido desde mediados de
los 80 el disco duro. Sin embargo, para realizar copias de seguridad, transportar información
entre ordenadores, almacenamiento temporal y almacenamiento auxiliar se han usado
dispositivos tales como los dispositivos desmontables de alta capacidad, dispositivos
magnetio-ópticos, memorias flash y cintas, todos ellos como suplemento al almacenamiento
en el disco duro.
-Almacenamiento extra
Durante los ultimos años hemos podido observar como cada vez más el támaño de nuestros
programas y archivos aumenta, y han pasado de ocupar un par de disquettes a ocupar GB en
nuestros ordenadores.
Gracias a los dispositivos de almacenamiento desmontable de alta capacidad tenemos una
fuente de almacenamiento extra en la que podemos guardar la información a la que no
accedamos frecuentemente, así como mantener protegida información a la que no queremos
que tengan acceso.
-Copias de seguridad
Las copias de seguridad son necesarias debido a que cualquier pequeño problema puede
corromper la información o los programas que guardamos en nuestro disco duro. Éstas
copias de seguridad también son útiles para liberar gran cantidad de información en un
disco duro lleno, pudiendo acceder a ella en el fúturo, o incluso compartirla.
El uso de dispositivos de almacenamiento masivo, tales como los dispositivos de
almacenamiento desmontables de alta capacidad han facilitado en gran medida el proceso de
realizar copias de seguridad, evitando el uso de varios dispositivos de baja capacidad para
almacenar la copia, y pudiendo tener la copia en un solo dispositivo.
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-Dispositivos de arranque adicionales
Los sistemas hoy en dia arrancan desde el disco duro, pero si necesitamos diagnosticar el
sistema o el disco duro la mejor manera es usar dispositivos de arranque especialmente
preparados. En el pasado los más usados eran los disquettes, pero en los ordenadores de hoy
en día podemos seleccionar a partir de que dispositivo queremos arrancar.
-Transporte de información entre sistemas
Los dispositivos más usados para transportar información eran los disquettes, pero en los
ultimos años el uso de los llamados “pen drives” ha dejado a los disquettes obsoletos en este
aspecto, ya que son más seguros (no se ven afectados por señales magneticas), y debido a la
implementación de puertos USB en todos los sistemas desde hace 5 años.
-Instalación de controladores para dispositivos
Antiguamente para instalar cualquier dispositvo en nuestro ordenador necesitabamos unos
controladores que normalmente venían en disquetes. En la actualidad el dispositivo más
usado a la hora de instalar controladores es el CD-ROM, aunque se pueden seguir usando
dispositivos magnéticos a la hora de instalar adaptadores para servidores de almacenamiento
masivo. Ésto es debido a la forma de instalarlo en los sistemas operativos Windows 2000 y
Windows XP, en los que se instalaba durante el proceso de instalación de los sistemas
operativos solamente a través de la unidad de disquetes. Actualmente con el Windows Vista
ésto no ocurre por lo tanto ya haría falta el uso de dispositivos de almacenamiento
desmontables en este campo.
3.
Comparación de la tecnología de discos, cintas y memorias flash
Existen muchos tipos de unidades de disco desmontable. Tradicionalmente, lo más usado
han sido los dispositivos mgnéticos, más tarde han aparacedio unos disposoitvos que usan
una combinación de almacenamiento óptico y magnetico: floptical o magneto-ópticos. Éstos
codifican la información en el disco usando diferentes combinaciones de tecnología laser y
magnética. Los dispositivos más modernos han sido los desarrollados a partir de la
tecnología flash.
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-Discos magnéticos
Tanto los dispositivos magnéticos, como los floptical, como los magneto-ópticos comparten
caracterísiticas similares. Son más caros que las cintas, normalmente tienen menos
capacidad, y es más sencillo usarlos en transporte de ficheros sencillos. Estos dispositivos
usan acceso aleatorio, que te permite encontrar, usar, modificar o borrar cualquier archivo o
grupo de archivos sin modificar el resto del contenido del disco. En el aspecto de realizar
copias de seguridad, son rápidos para copiar unos pocos archivos, pero mucho más lentos a
la hora de copiar gran cantidad de información.
-Cintas magnéticas
Mucho más barato en terminos de capacidad que los discos, tiene una capacidad total
mayor. Usan acceso secuencial, lo que significa que debemos leer desde el principio y que
ficheros individuales tienen que ser recuperados en el orden encontrado en la cinta. No es
posible borrar o modificar ficheros individuales, se debe eliminar el contenido de la cinta y
reescribirlo. Debido a esto, las cintas son normalmente usadas para copias de seguridad del
disco masivas.
-Memorias flash
Es el dispositivo más moderno, no esta basado en la tecnología magnética sino que usa un
tipo especial de chip de memoria transistorizado no volátil, es decir, no requiere corriente
para mantener su contenido. Se pueden usar para almacenar cualquier tipo de información,
aunque su primera aplicación fue la fotografía digital. El uso en reproductores digitales de
música y en los llamados “pen drives”, que se conectan directamente al puerto USB de
nuestro sistema, han convertido a esta tecnología en un popular reemplazo para los discos
magnéticos, especialmente los disquettes, las unidades Zip, y las unidades SuperDisk.
4. Interfaces para dispositivos de almacenamiento desmotables
A la hora de elegir un tipo de dispositivo de alacenamiento, debemos tener en cuenta que
tipo de interfaz usa el dispositivo para conectarse a nuestro sistema.
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Disquettes de 3 ½''
Memorias Flash
Interfaz “Floppy” (interno)
USB 1.1/2.0 (externo)
USB 1.1/2.0 (interno/externo)
ATA/IDE (interno)
Unidades de cinta
SCSI (interno/externo)
USB 2.0 (externo)
FireWire (externo
ATA/IDE (interno)
Almacenamiento magnetico de alta capacidad
(Zip, REV, Orb)
SCSI (interno/externo)
USB 2.0 (externo)
FireWire (externo)
Puerto paralelo (externo)
ATA/IDE (interno)
Magneto-Ópticos
SCSI (interno/externo)
USB 2.0 (externo)
-ATA: La interfaz más común y una de la mas rápida para unidades montadas internamente
es la misma interfaz AT Atachment (ATA) usada en los discos duros.
-SCSI: Rápida tanto para unidades internas como externas, pero requiere añadir una tarjeta
controladora en la mayoria de los sistemas. Es la usada en la mayoria de los sistemas de
copias de seguridad basados en cintas.
-USB: La interfaz más común en cuanto a dispositivos externos, ha reemplazado al puerto
paralelo normalmente usado impresoras y en otros dispositivos de entrada/salida. El puerto
USB 1.1 (12 Mbps) tiene un buen rendimiento para dispositivos de pequeña capacidad
(300MB), pero para dispositivos mayores se debe usar el USB 2.0 (480 Mbps) o al puerto
IEEE 1394a de 400 Mbps (FireWire/i.LINK) si es posible. La mayoría de las memorias
flash se conectan directamente a un puerto USB o usan un lector de tarjetas conectado a este
puerto.
Las últimas memorias FLASH asi como los “pen drives” usan el anteriormente mencionado
puesto USB 2.0.
Actualmente se encuentra en desarrollo el interfaz USB 3.0, desarrollador por Intel y que
tendra una capacacidad de transferencia de 4.8 Gbps.
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5. Disquetes: pasado y presente
Inventado por Alan Shugart en 1967 mientras trabajaba en IBM. Uno de sus ingenieros,
David Noble, propuso el medio flexible y la cubierta con la protección de tela. Shugart
abandonó IBM en 1969, y en 1976, su compañía, Shugart Associetes, introdujo la unidad de
mini-disquetes (5 ¼). Este se conirtió en el estandar, reemplazando a las unidades de 8''.
También creó eel “Shugart Associates System Interface” (SASI), que se renombro a “Small
Computer System Interface” (SCSI) cuando se aprobo como estandar ANSI.
Sony introdujo el primer micro-disquette de 3 ½'' y su unidad en 1981. La primera compañía
que adoptó este formato para uso general fué Hewlett-Packard en 1984. La aprobación de
este formato se dió de la mano de IBM en 1986 cuando empezó a implementarlo en algunos
de sus sistemas, y finalmente en 1987 cuando todas sus unidades eran de 3 ½''.
Hay que tener en cuenta que todas las unidades de disquetes se siguen basando en el original
de Shugart, incluyendo las interfaces de comando y electricas. Comparado con otras partes
del PC, las unidades de disquetes han sufridos pocos cambios a lo largo de los años.
En las siguientes secciones hablaremos de la unidad de disquetes 3 ½'' estandar, las
versiones más antiguas han quedado obsoletas.
Unidad de disquetes 3 ½'' de 1.44 MB:
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Introducidas por IBM en 1987, el resto de sistemas empezaron a ofrecerlas en sus sistemas
inmediatamente después. La unidad registra 80 cilindros, que consisten en 2 pistas cada uno
con 18 sectores por pista, dando resultado a una capacidad de 1.44 MB sin contar con el
área necesaria para que el sistema de archivos FAT reserva para el manejo de fichero,
quedando para el almacenamiento de archivos 1423.5KB.
Interfaz:
Muchos aun incluyen la interfaz controladora de disquetes tradicional, pero actualmente
también se usa la interfaz USB.
Componentes de la unidad:
-Cabeza de lectura/escritura
Normalmente cada unidad posee una cabeza lectora/escritora por cada lado del disco, siendo
usadas ambas para escribir y leer por cada lado del disco.
Un motor llamado “head actuator” mueve el mecanismo de la cabeza. Las cabezas se puede
mover hacia el interior o el exterior de la superficie del disco en linea recta para
posicionarse sobre distintas pistas. Las cabezas se mueven tangencialmente con respeco a la
pista que modifican en el disco, esto es diferente con respecto al disco duro, donde las
cabezas se mueven un brazo rotatorio. Ambas cabezas se mueven al unísono ya que estan
montadas sobre el mismo mecanismo. Cada una de las cabezas define una pista en cada uno
de sus lados, y cada par de pistas es llamado cilindro. Los disquetes poseen 80 pistas en
cada lado, 160 en total, por lo que cada disquete tiene 80 cilindros.
Cada cabeza posee un dieño compuesto con una cabeza de lectura/escritura centrada entre
dos cabezas de borrado de tunel en el mismo dispositivo.
Las disqueteras usan un metodo de grabado llamado “borrado en tunel”. Mientras la unidad
escribe en un pista, las cabezas de borrado de tunel borran las bandas externas a la pista.
Esto previene que la señal de una pista se confunda con las señales adyacentes. La
alineación es el lugar donde las cabezas deben estar con respecto a las pistas para que se
puede leer y escribir perfectamente.
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Estas cabezas agarran el disco con una ligera presión, lo que significa que las cabezas estan
en contacto directo con el disco. Debido a la velocidad a la que gira el disco no produce una
fricción que pudiera acarrear problemas, pero para facilitar el deslizamiento de las cabezas
sobre los disquetes y para disminuir la friccion el disco se recubre con teflon. Debido
también a esta fricción una parte del material magnetico de los discos puede permanecer en
las cabezas, por lo que hay que llevar un mantenimiento de las mismas periodicamente.
Se debe mantener lo más limpio posible la superficie del disco ya que un espacio de
0.000032'' puede ocasionar errores en la lectura y escritura.
-Controlador de la cabeza.
Es lo que mueve la cabeza a traves del disco y es conducido por un tipo especial de motor,
llamado motor de paso. Este tipo de motor no gira continuemente, sino que gira una
distancia especifica y para. No pueden variar su posición infinitamente, sino que se
incrementan en un valor específico, y debe pararse en una posición en particular, debido a
esto son perfectos para las unidades de disquete ya que, entonces, cada pista del disquete
puede ser definida aumentando en cierta cantidad la posición del motor. El controlador de
motor puede ordenar a este que vaya a la posicion de detención número 25 para que se
posicione en la pista 25.
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-Motor de giro
El motor de giro es lo que hace girar el disco. La velocidad normal de rotación es de 300
rpm o 360 rpm, siendo las unidades de 5 ¼'' las únicas que giran a 360 rpm. Esta velocidad
comparada con la de un disco duro (más de 5000rpm) es bastante lenta, esto explica la baja
tasa de transferencia de datos, pero permite que las cabezas entren en contacto con el disco
sin que se produzcan daños de fricción.
-Placas de circuitos
Incorporan siempre una o más placas lógicas, que son placas que contienen la circuiteria
necesaria para controlar el controlador de la cabeza, las cabezas de lectura/escritura, el
motor de giro, el sensor de discos y otros componentes de la unidad. También implementa la
interfaz de la unidad con la placa controladora del sistema.
El estandar de interfaz usado en todas las unidades es el llamado interfaz de Shugart
Associates SA400, que es el que permite que cualquier unidad de cualquier fabricante.
-Controlador
Anteriormente, el controlador de la unidad tomaba la forma de una placa de expansión
conectada a un puerto ISA. Implementaciones más modernas usaban una tarjeta
multifunción que proveia de la interfaz para los puertos IDE/ATA, paralelos, serie, así como
el controlador para la unidad de disquetes. Hoy en día los PCs tienen el controlador
integrado en la placa madre. Algunos sistemas usans un chip Super I/O que incluye las
interfaces paralelas y en serie, ente otras cosas, y otros sistemas usan el chip Sur que
contiene las funciones de Super I/O. Sin importar donde este siempre esta conectado al
sistema a traves del puerto ISA o LPC y funciona exactamente igual que si hubiera una
tarjeta ISA insertada.
Todas las unidades usan un estandar de recursos:
IRQ 6 (Petición de interrupciones)
DMA 2 (direct memory access adress)
I/O ports 3F03F5, 3F7 (entrada/salida)
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El controlador no ha cambiado mucho a lo largo de loas años, virtualmente solo ha
cambiado la velocidad máxima. La velocidad que soportan es de hasta 1 Mbps, que soporta
todas las unidades de disquete estandar.
-Placa de recubrimiento.
Es la parte frontal de la unidad, normalmente desmontable. Incluye los LEDs de actividad
-Conector de corriente.
Las unidades externas usan el conector USB para datos y corriente, mientras que los
internos poseen dos conectores, uno para datos y otro para corriente. Un conector de 4 pines
inline (llamado Mate-N-Lock), tanto en su versión grande (Molex) como pequeña (Berg),
usado para la corriente.
Ambos tipos de conectores se enchufan directamente con la unidad. Existen adaptadores
para convertir un conector Moles en dos Borg, o en un Moles y un Borg.
-Conector de datos.
Se trata de un conector de 34 pines usado para los datos y las señales de control. Para
soportar varias configuraciones de unidades, el cable puede llegar a tener cinco conectores,
dos conectores en los bordes, dos conectores para las unidades, y uno para el controlador. Si
usamos solo unidades de 3 ½'' podriamos omitir los dos conectores del borde. El cable tiene
un giro en las señales de Selección de unidad, y de Motor Encendido para cada una de las
dos señales, así elegiremos si nuestra unidad es la principal (A:\) o la secundaria (B:\).
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Como el sistema operativo usa una unidad de disquetes:
Para el sistema operativo, la información en los disquetes se organiza en pistas y sectores,
tal y como se organiza en un disco duro.
Un disquete sin formato no contiene ningun tipo de información, formatearlo significa
escribir en él la información que necesita el sistema opertaivo para mantener un directorio y
una tabla de contenidos. La diferencia entre formato rapido y formato completo es que el
formato completo reescribe la estructura del sistema de archivos, mientras que un formato
rápido simplemente la verifica.
El sistema operativo reserva la pista mas cercana al borde exterior del disquete para sus
propositos. El sector 1 del lado 0 de dicha pista contiene el sector de arranque, que el
sistema necesita para empezar la operación. Los siguientes sectores contienen la tabla de
ficheros (FATs o File Allocation Tables), que mantiene la información de que clusters del
disco contienen información y cuales estan vacios. Finalmente los siguiente sectores
contienen el directorio raíz, que es en el que el sistema operativo guarda la información
sobre el nombre y la localización de los ficheros en el disco.
¿Que es un cluster?
Es un conjunto de sectores, normalmente una potencia de 2, y es la unidad minia que el
sistema operativo puede alojar en una escritura. Mientras mas sectores tengamos por cluster,
más pequeña será la FAT y el sistema operativo irá más rápido ya que tiene menos clusters
que manejar, pero al ser la unidad mínima puede que se pierda espacio ya que cada fichero
consume espacio de cluster en cluster, aunque no lo rellene. El cluster en un disquete de 3
½'' de 1.44MB es un sector (512 bytees)
Cambiar el disco
Se usa una señal especial en el pin 34 llamada Disk Change que determina si el acceso
actual es al mismo disco que el acceso anterior. Esta señal es un pulso que cambia el estado
de un registro en el controlador y permite al sistema conocer si un disco ha sido insertado o
expulsado. Este registro esta por defecto para indicar que un disco ha sido cambiado. Una
vez se realiza una operación de escritura y la unidad de disquetes responde, se limpia este
registro para hacer conocer al sistema que un disquete ha sido introducido. Mientras esta
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señal no sea modificada el sistema operativo puede seguir usando la información que tiene
sobre ese disco sin necesidad de volver a consultarla, ya que no ha sido cambiado. Esto es
muy útil ya que el sistema operativo guarda el contenido de la FAT del disquete en la
memoria del sistema, así no tiene que acceder a ella en cada operación de I/O.
Una vez expulsemos el disco se envia la señal Disk Change que hace que el sistema limpie
toda la información que tenía sobre el disco.
Construcción de los disquetes de 3 ½''
Usan un plástico mas rígido que el de los disquetes de 5 ¼, lo que ayuda a estabilizar el
medio magnetico del interior. Tienen una puerta metalica retractil que se mantiene cerrada
mientras ésta no se encuentre en la unidad, quedando el disco magnetico completamente
aislado del exterior.
Poseen un circulo metalico en el centro con un punto de alineamiento, que la unidad agarra
para posicionar el disco correctamente.
En la parte inferior se encuentra el punto de protección de escritura. Controlado por
dispositivos electronicos opticos, verifican que no pase ninguna luz. Si la luz emitida por un
LED, es recibida por un fotodiodo, se cancela la operación de escritura. En la parte contraria
se encuentra el selector de densidad. Si existe este punto se puede decirid dentre un disco de
1.44 MB HD (High Density) o de 2.88 MB ED (Extra-High density)
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Especificaciones de los distintos disquetes
-Densidad y Coercitividad:
La densidad es la cantidad de información que puede ser almacenada de forma segura en un
area especifical. Existen dos tipos, longitudinal y lineal. La longitudinal indica cuantas
pistas puede ser grabadas en el disco y suele definirse como el numero de pistas por
pulgada. La densidad lineal es la capacidad de una pista individual para almacenar
información, indicada normalmente por bits por pulgada.
La coercitividad, medida en Oersteds, es la fuerza del campo-magnetico requerida para
hacer una escritura. Mientras más alta sea, más fuerte tendra que ser el campo magnetico
necesario.
En el caso de los disquetes se requiere una coercitividad alta para evitar que el entorno dañe
nuestra información.
6. Dispositivos de almacenamiento magnético de alta capacidad
Con la presencia de las memorias flash USB, de mini-discos duros externos, DVD
regrabables, y discos duros USB y FireWire mayores, solo existen dos familias de productos
de este tipo, ambas de Iomega, y ambas obsoletas en la actualidad.
-Unidades ZIP
Se trata de un dispositivo desmontable de capacidad media introducido por Iomega en 1994.
Originalmente tenía una capacidad de 100 MB, pero las últimas versiones llegaron hasta los
750 MB.
El formato se convirtió rápidamente en el dispositivo más popular de su época,
creyendo que sería el sucesor de los disquetes, pero ésto no sucedio debido a la llegada de la
época USB y al abaratamiento de las unidades de CD-R y CD-RW.
Se trata de un sistema de cabezas de lectura/escritura montado en un actuador linear que
sobrevuela un disco de polímero similar a un disquete que gira rápidamente en el interior de
una carcasa rígida. El disco Zip tiene un tamaño de 9 centímetros y un diseño simplificado
de la unidad lectograbadore que redujo su coste total. Teniendo el mismo tamaño de un
disquete, podía almacenar mucha más información con un rendimiento mucho más rápido
que el disquete estándar. Tenía una tasa de transeferencia de cerca de 1 Mbps y un tiempo
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de busqueda de 28 ms de promedio. Un disquete estándar en cambio, tenia 500kbps de tasa
de transferencia y varios cientos de milisegundos de tiempo de busqueda.
Las unidades Zip tienen una amplia variedad de interfaces. Las unidades internas tienen
interfaz IDE o SCSI. Las unidades externas vienen con puerto paralelo y SCSI, y unos años
más tarde también con interfaz USB.
-Unidades REV
También introducido por Iomega, los discos desmontables almacenamban 35, 70 o 120 GB
y se basaban en la misma tecnología que los discos duros. Como un disco duro estándar, el
sistema REV usaba una cabeza magnética para escribir y borrar la información en un disco
magnético.
El disco desmontable contenía en su interior el disco, el eje y el motor mientras que la
unidad contiene las cabezas y el controlador de la unidad. Las unidades más actuales
permitian una tasa de transferencia de 25 Mbps. Para unidades externas se pueden usar las
interfaces FireWire, SCSI o USB 2.0, para modelos internos las interfaces SCSI, ATAPI,
SATA o un autocargador de discos de Iomega que, a través del uso de varios discos, ofrece
una capacidad de 320 GB.
Se propuso como un reemplazo de las cintas magneticas a la hora de hacer copias de
seguridad, dando alta fiabilidad, gran velocidad y capacidad de acceso aleatorio, pero en
cambio tiene un alto coste y una baja capacidad para este uso.
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7. Unidades Magneto-Ópticas
Una de las tecnologias más abandonadas en el sector de los dispositivos desmontables. Se
introdujo en 1985, y en el 2000 llego a su capacidad máxima de 9 GBs.
Existen dos tamaños para ordenadores de mesa: 3 ½ '' y 5 ¼''. Los primeros tienen una
capacidad de hasta 3 ½ '' mientras que los segundos tienen una capacidad de hasta 9.1 GB.
Originalmente se trataba de dispositivos WORM (Write Once, Read Many), es decir
información que podía ser guardada pero no borrada. Más tarde salieron al mercado
unidades MO de lectura/escritura.
Las unidades de grabación de discos magneto-ópticos verifican la información después de
escribirla, del mismo modo que las disqueteras, reintentando la operación en caso de falla o
informando al sistema operativo si no puede efectuarse. Esto provoca una demora en la
escritura tres veces superior a la lectura, pero hace que los discos sean sumamente seguros, a
diferencia de los CD-R o DVD-R en los que los datos son escritos sin ninguna verificación.
-Tecnología Magneto-Óptica
Una de las caras de un disco MO se encara a un laser variable, mientras que la otra a un
imán. Ambos son usados para cambiar la información del disco MO.
La parte óptica es el rayo laser, que se usa a durante el proceso de borrado para calentar el
area de destino del disco MO a una temperatura de alrededor de 200º Celsius (el punto Curie
donde la superficie magnetica deja de ser magnetica). Esto permite que la información
existente se borre por un campo magnetico uniforme, lo que no afecta a las otras porciones
del disco a temperatura normal.
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Durante el proceso de lectura, el laser es usado para enviar luz polarizada naturalmente a la
superficie del disco MO. La areas del disco MO que contienen un 0 binario, reflejan la luz
en un angulo diferente a aquellas que contienen un 1. Esta diferencia de 1 grado es llamado
el efecto Kerr.
La mayoria de las unidades MO internas estan conectadas a interfaces SCSI. También hay
modelos que usan ATAPI/IDE pero no son fáciles de encontrar. Las unidades externas
pueden usar SCSI, USB 2.0 y IEEE 1394a interfaces.
8. Dispositivos de memoria Flash.
Las memorias Flash han estado presente durante muchos años como almacenamiento
principal o auxiliar en portatiles. Pero su auge se dio gracias a las cámaras digitales, a los
reproductores MP3 y a la presencia de puertos USB en prácticamente todos los sistemas.
Se trata de un tipo específico de EEPROM que se programa y se borra en bloques. Ofrecen
unos tiempos de acceso para lectura muy rápidos y una resistencia mayor a campos
magnéticos.
Las memorias flash almacenan informacion en un conjunto de celdas de memoria echas a
partir de transistores de puerta flotante. Pueden ser celdas mono-nivel, solo almacenan un
bit de información, o multi-nivel si son capaces de almacenar varios niveles a partir de
medir los distintos niveles de carga eléctrica de la celda.
Celda de una memoria Flash.
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-Operaciones
Cada celda es un transistor MOSFET, exceptuando que tiene dos puertas en vez de una. En
la parte superior se encuentra la puerta de control, como en otros transistores MOS, pero
debajo se encuenta una puerta flotante, aislada del exterior por una capa de óxido. Ésta
puerta de interpone entre la puerta de control y el canal MOSFET. Debido a que la carga en
la puerta flotante esta aislada, cualquier electron presente dentro de ésta puerta, se
mantendrá atrapado durante años en condiciones normales. Cuando la puerta flotante está
cargada, cancela parcialmente el campo eléctrico de la puerta de control, que modifica el
voltaje de ruptura de la celda. Durante la lectura, un voltaje es aplicado a la puerta de
control, y el canal MOSFET conducirá o no, dependiendo del voltaje de ruptura de la celda,
que a su vez es controlado por la carga en la puerta flotante. La corriente en el canal
MOSFET es medido y transformado en un codigo binario, reproduciendo la informacion
almacenada.
Una celda en su estado normal es logicamente equivalente a un 1 binario, ya que al no haber
carga en la puerta flotante, habrá una corriente normal en el canal cuando se le aplique un
voltaje apropiado a la puerta de control.
Para programar una celda se permite el paso de la corriente a través del canal MOSFET, y
se somete a la puerta de control a un voltaje elevado. De esta manera algunos de los
electrones que estan pasando a través del canal saltan a la puerta flotante, quedando esta
carganda y programando así la celda con un 0 binario. Éste proceso es llamado “tunnel
injection”.
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Si deseamos programarla con un 1 binario, debemos aplicar a la puerta de control un gran
voltaje de polaridad invertida, y activar el canal. Los electrones almacenador en la puerta
flotante saltarían de ésta al canal, y quedaría descargada. Éste proceso es llamado “tunnel
release”. La operación de borrado solo se puede realizar en bloques, borrando todas las
celdas en un bloque de borrado a la vez para agilizar así el proceso.
Existen dos tipos de memoria dependiendo de las interconecciones entre las celdas:
NOR: Las celdas están conectadas en paralelo, permitiendo asi el acceso aleatorio para leer
y programar. Tienen una menor capacidad que las NAND, y una menor velocidad para
escrituras secuenciales.
NAND: Las celdas están conectadas en series, lo que hace que deban ser leidas y
programadas en serie. La estructura es parecida a los dispositivos por bloque. Cada bloque
consiste en un numero de paginas, estas paginas a su vez estan formadas por bytes.
Como ya hemos dicho, la lectura y la programación puede hacerse por paginas, mientras
que el borrado solo puede hacerse en bloques.
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Este es el mejor tipo para dispositivos de alta capacidad, ofreciendo también un borrado,
escritura y lectura más rápidos.
La velocidad, los bajos requerimientos de reprogramación, su tamaño compacto en los
ultimos dispositivos han hecho que sea una parte indispensable en los ultimos portatiles y en
camaras digitales. Los dispositivos USB llamados Pen-Drives que usan memoria Flash estan
reemplazando a los disquetes anteriormente mencionados y a las unidades Zip/SuperDisk
para el transporte de datos entre sistemas.
Tipos de dispositivos basadas en Memorias Flash.
-CompactFlash
Desarrollado por SanDisk Corporation en 1994, usa la arquitectura ATA para emular una
unidad, es decir, un dispositivo CompactFlash incorporado en tu PC tendra una letra
asignada, como el resto de tus unidades. Los ultimos tipos de memoria flash también usan la
arquitectura ATA, implementada o bien en el dispositivo o bien en el controlador.
El tamaño original llamado Type I (3.3mm de grosor), pero el nuevo tamaño Type II (5mm
de grosor) tiene una mayor capacidad. Ambos tienen 1.433’’ de ancho y 1.685’’ de largo, y
sus adaptadores permiten insertarlas en portatiles con ranuras de tarjetas o “PC Cards
Slots” . La Asociación CompactFlash busca un estandar.
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-SmartMedia
Uno de los dispositivos más simples, solo contiene memoria flash en una tarjeta sin ningun
circuito de control. Su simplicidad incluye que para que obtener compatabilidad con
distintas generaciones de dispositivos debamos manufacturar mejoras de dispositivos para
usar SmartMedia.
Su capacidad máxima es de 128MB y las medidas éstandar son 45 mm de alto, 37 mm de
ancho y 0.76 mm de grosor. No se desarrollan más memorias de éste tipo y no ha habido
dispositivos desarrollados para usar este tipo de memoria.
-MultiMediaCard
MultiMediaCard (MMC) fue desarrollado por Sandisk y Infiteon Technologies AG
conjuntamente en noviembre de 1997 para su uso en telefonos moviles, reproductores MP3,
camaras digitales y camcorders. Basadas en memorias flash de Intel tipo NOR, ofrecen una
capacidad máxima de 4 GB.
La MultiMediaCard Association se fundó en 1998 para buscar un estandar, y en 2002
anunció el desarrollo de un MMC de tamaño reducido (RS-MMC), adaptable a los
dispositivos anteriores. Este tipo de memorias flash se introdujo en 2004 para telefonos
moviles compactos.
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-SecureDigital
El dispositivo de almacenamiento SecureDigital (SD) tiene aproximadamente el tamaño de
MMC, pero mucho más sofisticado. Se desarrollo por Toshiba, Matsushita Electric
(Panasonic) y SanDisk en 1999. Dos caracteristicas son las que le dan su nombre, la primera
es la encriptación al almacenar la información, lo que le otorga mayor seguridad, llegando al
actual y futuro Secure Digital Music Initiative (SDMI) estandar para dispositivos portables.
La segunda caracteristica es el interruptor mecanico de protección contra escritura. Alcanzó
la capacidad de 32 GB en el 2008 y el estandar SDIO se creo en enero de 2002 para permitir
SD
Existe versiones reducidas como el MiniSD (2003) y el MicroSD(2005), muy popular en el
uso de telefonos moviles, y que se pueden adaptar a SD convencionales. También son
compatibles con el estandar TransFlash para telefonos moviles.
-Sony Memory Stick y Memory Stick Pro.
Se comercializo en 1998 por Sony, este dispositivo incluye la tecnología de encriptación
MagicGate que permite el manejo de derechos digitales, y el controlador de memoria de alta
velocidad de Lexar. Este tipo de dispositivo también es referido como MagicGate Memory
Stick.
El Memory Stick Pro Duo es una versión de tamaño y peso reducidos del estandar Memory
Stick Pro con una capacidad de 32 GB. Puede adaptarse a dispositivos diseñados para el
Memory Stick Pro.
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-ATA Flash PC Card.
Tambien llamado PCMCIA posee una interfaz de 68 pines en doble fila. Existen tres tipos,
todos de 86,5 mm de largo y 54 m de ancho, pero variando su grosor. El type I y el type II
son usadas como memorias flash.
- xD-Picture Card.
En julio del 2002, Olimpus y Fujifilm, los mayores partidarios del estandar de la memoria
flash SmartMedia para camaras digitales, anuncaiaron a xD-Picture Card como un
reemplazo mucho más pequeño y duradero para SmartMedia. Con un tercio del tamaño de
SmartMedia, posee un controlador que permite capturar immagenes mucho mas rapido.
Es el encapsulamiento más pequeño, con una capacidad de hasta 2 GB. Poseen una
velocidad de lectura de 5MBps y una velocidad de escritura de hasta 3MBps.
-Pen-drives o USB KeyChains.
Surgieron como una alternativa a los disquetes y a los dispositivos de almacenamiento
desmontables del tipo ZIP/SuperDisk. Se han convertido en la mejor opción para transportar
información entre sistemas. El primer dispositivo se introdujo en el 2000, y desde entonces
han salido muchos imitadores.
Al contrario que otros tipos de memoria flash, este tipo de unidades no requere un lector
separado, pueden ser conectados directamente a cualquier puerto USB. En los actuales
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sistemas operativos son automaticamente reconocidos y, como ocurre con otros tipos de
memorias flash, se les asigna automaticamente una letra de unidad. Los disposoitivos de alta
velocidad poseen una velocidad de lectura desde 5MBps hasta 15MBps y una velocidad de
lectura desde 5MBps hasta 13 Mbps.
Para una mayor seguridad este tipo de dispositivos puede incluir un interruptor mecánico de
protección de escritura, así como la posibilidad de añadirle proteccion mediante contraseña.
También pueden ser usados como dispositivos de arranque si la BIOS así lo permite.
Comparativa de tamaños de los distintos encapsulamientos.
Lectores de tarjetas.
Son distribuidas por las mismas compañias que producen los distintos encapsulamientos
para que podamos así transpotar información desde nuestras tarjetas de memoria a nuestros
ordenadores. Estos lectores de tarjetas están normalmente conectados a nuestro ordenador a
través del puerto USB para obtener así un acceso más rápido a la información de las tarjetas.
Además de ofrecernos una transferencia de datos rápida, nos permite la reutilización de las
tarjetas despues de habes copiado la información contenida en ellas.
Debido a que muchos ordenadores y dispositivos eléctronicos pueden llegar a usar dos o
más tipos de memorias flash, se ha empezado a ofrecer en los ultimos años lectores de
tarjetas multiformato, útiles para todos o la mayoría de los encapsulamientos disponibles en
el mercado.
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9. Disco microdrive.
Microdrive se trata de la marca de unos discos duros miniaturizados. La puesta en el
mercado de unidades similares por otras compañias ha echo que se refieran a estas unidades
como “microdrives”, pero microdrive no es una marca generalizada.
Este tipo de unidades se inserta en ranuras CompactFlash II, y consumen mucha más
energía que una memoria flash y puede que no funcionen en dispositivos de bajo consumo,
pero tiene alguno beneficios sobre las memorias flash en el modo en que guardan y manejan
la información.
Se desarrolló y puso a la venta en 1999 por IBM con una capacidad de 170 MB, que se
expandió a 8GB en 2006.
Se trata de una alternativa magnética a la hora de almacenar información de camaras
digitales o otros dispositivos eléctronicos. Se puede conectar a nuestro ordenador a traves un
lector/adaptador de tarjetas. Podemos cargar un sistema operativo directamente desde el
microdrive. También es usado en dispositivos como moviles y reproductores.
La ventaja sobre las memorias flash es una mayor seguridad en la información, pero
presenta varias desventajas tales como que al ser un dispositivo mecánico es más sensible a
golpes y a cambios de temperaturas y que a partir del 2006 su capacidad se vió superada por
los dispositivos flash USB.
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10. Cintas magnéticas
El realizar copias de segurdad de información en un ordenador personal puede ser un trabajo
muy tedioso, sobre todo cuando se tiene un gran disco duro con mucha información.
Actualmente un ordenador con cualquier uso (trabajo, estudio, entretenimiento) se llena
rápidamente de información.
Un método muy popular para realizar copias de seguridad de discos duros enteros ha sido
las cintas magnéticas. Éste dispositivo se trata del más simple y eficiente a la hora de crear
una copia de seguridad.
Se trata de un tipo de soporte de almacenamiento de información que se graba en pistas
sobre una banda de un material magnético.
Sus características técnicas son:
-Anchura de cinta: Media pulgada es la medida más común, pero también existen
otros tamaños que buscan más portabilidad o mayor capacidad.
-Metodo de grabación: Existen tres formas de grabar la información dependiendo
de los dispositivos:
Lineal:
Este metodo organiza la información en largas pistas paralelas a lo largo de toda
la cinta. Multiples cabezas lectoras/escritoras escriben simultaneamente las pistas
de la cinta. Este metodo fue usado en las primeras unidades, es el más simple
pero tiene la menor densidad de datos.
Metodo de grabación lineal.
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Una variación de este metodo es el metodo “lineal serpenteante”, que usa más
pistas que cabezas cabezas lectoras/escritoras. Todas las cabezas siguen
escribiendo una pista a la vez, pero despues de haber escrito una pista en toda la
cinta, las cabezas se mueven ligeramente y empiezan a escribir otra pista. A
través de este proceso, y teniendo la misma longitud de cinta y el mismo número
de cabezas, se consigue una densidad de almacenamiento mucho mayor.
Método de grabación linea “serpenteante”
De barrido:
El grabado de barrido escribe pistas a lo largo de la anchura de la cinta. Las
cabezas se colocan en un disco que gira rapidamente mientras la cinta,
relativamente lenta, pasa debajo de las cabezas. Existen varios tipos de grabación
basados en éste, como puede ser el transversal, el arqueado o el helicoidal. Este
ultimo es usado en bastantes tipos de cintas y se basa en que las cabezas de
lectura-escritura se colocan o montan sobre un cilindro que se encuentra
inclinado respecto del desplazamiento longitudinal de la cinta. Se consigue así
una gran densidad de almacenamiento.
Metodo de grabación helicoidal
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Este tipo de dispositivos presenta ciertas desventajas como puede ser:
●
Para realizar copias de archivos con estos dispositivos se necesita software
adicional.
●
Retirar información de las cintas solo puede hacerse de forma secuencial, si
queremos leer el ultimo dato, deberemos pasar por todos los demas.
●
Los nuevos modos de hacer copias de seguridad, tales como crear una imagen,
permite que los dispositivos ópticos rivalizen con las cintas, pero solo cuando lo
que se pretende copiar son pocos GB.
●
Para recuperar la información guardada en cintas, debemos mantener una unidad
de cintas.
A pesar de estas desventajas, las cintas siguen siendo el dispositivo para crear copias de
seguridad por excelencia, ya que son dispositivos en los que realmente podemos guardar
discos duros enteros, incluso si la capacidad lo permite, varios de ellos, ofreciendo además
una gran seguridad.
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1. Conclusiones
Como conlusión destacar la evolución que han tenido este tipo de dispositivos, desde los
4,44 KB hasta los 64 GB, gracias al uso de distintas tecnologías como es el uso de memorias
Flash.
Resaltar también la idea de seguir estudiando los posibles usos de las memorias Flash, que
aumentan su capacidad cada cierto tiempo, y que no sabemos aún cuando se detendrá el
aumento de densidad de almacenamiento. Se ha intentado usar este dispositivo como disco
duros en varios equipos debido a su alta velocidad de acceso, su resistencia y su bajo ruido
entre otros factores.
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Bibliografía
[1] Scott Mueller. Upgrading and Repairing PCs.
[2] Wikipedia.
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-TEST1. Los principales usos que se le puede dar a los dispositivos de almacenamiento
desmontables son...
a) Transporte de información entre sistemas.
b) Realizar copias de seguridad.
c) Como almacenamiento extra.
2. ¿En que tecnología se basan los dispositivos de almacenamiento desmontables?
a) Tecnología magnéticas.
b) Tecnología magneto-óptica.
c) Tecnología Flash.
3. Los discos magnéticos...
a) Usan acceso secuencial.
b) Usan acceso directo.
c) Son rápidos a la hora de copiar gran cartidad de información.
4. Las cintas magnéticos...
a) Usan acceso secuencial.
b) Usan acceso directo.
c) Son útiles a la hora de copiar gran cartidad de información.
5. El último estandar en cuanto a disquetes fue...
a) El disquete de 5 ¼''
b) El disquete de 3 ½''
c) El disquete de 8''
6. ¿Cual es la velocidad de rotación de una disquetera?
a) Iguala a la de un disco duro.
b) 300 RPM para disquetes High-Density y 360 RPM para disquetes Extra High-Density.
c) 360 RPM tanto para disquetes High-Density como disquetes Extra High-Density.
7. Las unidades ZIP y REV son...
a) Dispositivos de almacenamiento magnético de alta capacidad.
b) Dispositivos de almacenamiento magnéto-óptico de alta capacidad.
c) Dos familias de productos actualmente fuera del mercado.
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8. Las unidades ZIP...
a) Se usan actualmente para realizar copias de seguridad
b) Era el mejor candidato para sustituir a los disquetes, pero fue desbancado por la
tecnología óptica y la llamada “época USB”.
c) Sustituyó durante un tiempo a los disquetes, hasta la llegada de la tecnología óptica y la
llamada “época USB”.
9. ¿Cuál fue la capacidad máxima de las unidades REV?
a) 750 MB.
b) 120 GB por disco.
c) 320 a través del uso de un cargador automático de discos.
10. En un dispositivo magneto-óptico...
a) El laser solamente verifica la información mientras el iman graba, borra y lee la
información magneticamente.
b) El laser calienta la superficie del disco para borrar la información y que el imán pueda
escribir.
c) El laser se encarga de leer la superficie emitiendo una luz, que al verse reflejada cambia
su angulo dependiendo de la carga magnética.
11. ¿Cuál es la ventaja de los dispositivos magneto-ópticos frente a los dispositivos ópticos?
a) Los dispositivos magneto-ópticos llegaron a tener más capacidad que los dispositivos
ópticos actuales.
b) Los dispositivos magneto-ópticos verificaban la información una vez escrita, dando una
mayor seguridad.
c) Los dispositivos magneto-ópticos tenían la posibilidad de grabar varias capas de
información gracias a su tecnología.
12. Cada celda de una memoria flash es...
a) Un transistor MOSFET
b) Un transistor MOSFET, pero contiene una puerta adicional llamada puerta flotante.
c) Un transistor MOSFET, pero contiene una puerta adicional llamada puerta de control.
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13. Cuando una celda contiene un 1 binario significa que...
a) La puerta flotante almacena carga, por lo tanto se modifica el voltaje de ruptura de tal
manera que se anula parcialmente el voltaje de la puerta de control.
b) La puerta flotante no almacena carga, por lo no se modifica el voltaje de ruptura y la
puerta de control tiene carga al ser sometida a una corriente.
c) La puerta de control no almacena carga, por lo que el transistor no conduce y existe carga
en la puerta flotante.
14. Las celdas multi-nivel...
a) Estan formadas por varios transistores, de manera que cada transistor nos da un dato
diferente.
b) Estan formadas por un transistor, que detecta la intensidad de la corriente que genera y lo
convierte información binaria, que sería el dato.
c) Estan formadas por un transistor, al que accedemos varias veces alterando el voltaje para
obtener un dato entero.
15. Para programar una celda y introducir un “0” binario en ella, debemos...
a) Permitir el paso de la corriente a través del canal MOSFET y someter a la puerta de
control a un voltaje elevado. Permitimos así que entren electrones en la puerta flotante.
b) Permitimos el paso de la corriente a través del canal MOSFET y sometemos a la puerta
de control a un gran voltaje de polaridad invertida. Permitimos así que los electrones salgan
de la puerta flotante.
c) Permitir el paso de la corriente a través del canal MOSFET y someter a la puerta de
control a un voltaje elevado. Permitimos así que entren electrones en la puerta de control.
16. Las memorias NOR...
a) Las celdas se conectan en paralelo, así que pueden leerse y programarse de forma
individual.
b) Las celdas se conectan en paralelo, así que pueden leerse, programarse y borrarse de
forma individual.
c) Son más rapidas en cuanto al acceso que las memorias NAND, pero ofrecen menos
capacidad.
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17. ¿Cuales son las ventajas de las memorias flash frente al microdrive?
a) Tienen una mayor capacidad.
b) Mayor seguridad a golpes y cambios de temperaturas
c) Usan menos energía durante su uso.
18. ¿Cuál es la capacidad máxima del microdrive?
a) 16 GB
b) 8 GB
c) 170 MB
19. El principal uso de las cintas magnéticas es...
a) Transporte de información entre ordenadores.
b) Realizar copias de seguridad masivas.
c) Instalación de controladores.
20. ¿Cuál es la forma de grabación de datos en una cinta magnética que más densidad de
datos nos ofrece?
a) Grabado lineal.
b) Grabado lineal serpenteante.
c) Grabado helicoidal
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